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比较三种循环算法
比较三种循环算法(“WHILE循环算法”、“FOR循环算法”、“REPEAT循环算法”)以“求1-100之间的所有素数”为例:REPEAT.PAS (由于其核心算法采用REPEAT UNTIL型循环)PROGRAM?prime(input,output);?{求100以内质数}?VAR?{flagnum用来标示当前数是否为质数}?i,num:integer;?flagnum:boolean;?BEGIN?{输出2为质数,下面将不再考虑2}?writeln(?2?is?a?prime?number?...);?{下面开始判断3到100中的数那些是质数}?FOR?num:=3?TO?100?DO?BEGIN?{置初值}?flagnum:=true;?i:=2;?REPEAT?{用当前数num去除i,如果可以被整除则标记其为非质数}?IF?num?MOD?i=0?THEN?flagnum:=false;?i:=i+1?UNTIL?NOT?flagnum?OR?(iround(sqrt(num)));?{如果当前数num是质数则输出它}?IF?flagnum=true?THEN?writeln(num:2,?is?a?prime?number?...)?END{FOR}?END.WHILE.PAS (由于其核心算法采用DO WHILE型循环)PROGRAM?prime(input,output);?{求1-100之间的素数}?VAR?{flagnum用来标示当前数是否为素数}?i,num:integer;?flagnum:boolean;?BEGIN?{判断2到100中的数那些是质数}?FOR?num:=2?TO?100?DO?BEGIN?{置初值}?flagnum:=true;?i:=2;?{用num除以i到round(sqrt(num)),如果除不尽flagnum保持为真}?WHILE?flagnum?AND?(i=round(sqrt(num)))?DO?BEGIN?IF?num?MOD?i=0?THEN?flagnum:=false;?i:=i+1?END;{WHILE}?{如果flagnum保持为真(即为素数)则输出这个数}?IF?flagnum?THEN?writeln(num:2,?is?a?prime?number?...)?END{FOR}?END. FOR.PAS (由于其核心算法采用FOR型循环)PROGRAM?prime(input,output);?{输出1-100中的素数}?VAR?i,j,count:integer;?flag:boolean;?BEGIN?count:=0;?FOR?i:=2?TO?100?DO?BEGIN?{用2到sqrt(i)去除i,看能否除尽}?flag:=true;?FOR?j:=2?to?round(sqrt(i))?DO?IF?i?MOD?j=0?THEN?flag:=false;?IF?flag?THEN?BEGIN?write(i:4);?count:=count+1;?IF?count?MOD?5=0?THEN?writeln?END?END?END. 下面我简单分析一下这三种核心算法: 首先说说FOR循环的算法,这个算法是书上给出的,它比较“循规蹈矩”一些,采用了2到这个数的平方根作为除数的方法,通过取余数判断当前数是否能被这些除数整除,当然如果可以的话flag将被标记为false即当前数不是素数。值得一提的是这个算法并没有逐一尝试所有的其他数,只是尝试了2到这个数的平方根。这样做很大程度上提高了程序执行的效率!为了理解其原理这里原引书上的一段话: 用2,3,4,…,根号i去除,如果都除不尽,则i是素数。 这是因为,如果小于等于根号i的数都除不尽i,则大于根号i的数也不能除尽i。 用反证法证明:假设有大于根号i的数j能除尽i,则它的商k必小于根号i,且k能除尽i(其商为j)。这是与原命题(小于等于根号i的数都除不尽i)相矛盾的,假设不成立,原命题得到证明。 但为什么说其“循规蹈矩”呢?那让我们来看看下面两种算法就知道了,REPEAT循环的算法是我最初对这个程序的设计。众所周知REPEAT循环是一种条件型循环,也就是说它的循环是由一个或多个条件来控制的,换句话说我们可以人为干涉它的循环次数。另一方面,判断一个数是否为非素数我们必须把2到这个数的平方根都试一遍么?当然不是,正如大于16的偶数我们只要知道它能被2整除就不用再考虑它能否被4整除的道理一样,只要我们知道一个数已经是非素数了我们就可以大胆地终止这个循环。基于以上两点,我在循环条件中加入了”NOT flagnum”,使循环可以及时退出避免了循环体被无为地执行,提高了程序的执行效率!但采用REPEAT循环有一
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